Чем заменить насосную станцию в частном доме

Что лучше насос или насосная станция – ответ кроется в конструкции и методе установки оборудования. Необходимо рассмотреть их основные отличия, достоинства и недостатки. Также стоит учитывать особенности скважины и системы водоснабжения.

При выборе оборудования необходимо учитывать глубину зеркала воды

Характеристики насосной станции

Чем отличается насос от насосной станции: наиболее явное отличие заключается в конструкции. В комплект станции входит насос, гидроаккумулятор 24–50 литров, автоматика и небольшой питающий кабель. В основном такие комплекты собраны с поверхностными устройствами забора воды максимальной производительностью до 110 литров в минуту. Максимальная глубина всасывающего патрубка составляет 8 метров от места установки устройства до крайней точки забора воды.

Конструкция предусматривает временную и постоянную установку. Вопрос в том, где находится колодец. Если расстояние до него составит 20 метров, а вода будет находиться на глубине не более 4 метров, то такое устройство будет успешно работать, но достаточно лишь на метр опустить патрубок ниже как эффективность прибора сразу исчезнет. Устанавливать его надо в тёплом и сухом месте.

Насосную станцию устанавливают вместе с автоматикой

Место установки может быть пристройка, и даже уличный колодец, главное, чтобы в зимнее время не перемерзал трубопровод. Следует надёжно утеплить прибор – это убережёт его от разрыва в случае промерзания.

Такое оборудование издает относительно высокий уровень шума. Благодаря автоматике он не находится всё время в работе и имеет автоматический выключатель. Питание на мотор подаётся только в случае опустошения гидроаккумулятора, и прибор закачивает воду в автоматическом режиме. Определить, что лучше насосная станция или погружной насос, можно после анализа их плюсов и минусов.

Достоинства:

компактность;
лёгкий монтаж;
доступность в обслуживании.

Примеры монтажа поверхностного прибора

Недостатки:

малая рабочая глубина (вопрос решается только прибором с выносным эжектором);
при установке в помещении следует размещать в глухой комнате, шумит;
при использовании на улице требуется утепление на зиму.

Код товара: AKVH-20071616
Бренд: Grundfos
Артикул: 96644941
Доставка уточняется

Цена

Код товара: AKVH-12763332
Бренд: Grundfos
Артикул: 96645086
Доставка уточняется

Цена

Код товара: AKVH-47772561
Бренд: Grundfos
Артикул: 96645075
Доставка уточняется

Цена

Код товара: AKVH-40873379
Бренд: Grundfos
Артикул: 96644986
Доставка уточняется

Цена

Код товара: AKVH-69207819
Бренд: Grundfos
Артикул: 96645267
Доставка уточняется

Цена

Код товара: AKVH-31579987
Бренд: Grundfos
Артикул: 96645271
Доставка уточняется

Цена

Код товара: AKVH-68655924
Бренд: Wilo
Артикул: 2453024
Доставка уточняется

Цена
Цена по запросу
Запросить

Код товара: AKVH-37426354
Бренд: Wilo
Артикул: 2898303
Доставка уточняется
Цена
Цена по запросу

Запросить

Код товара: AKVH-47009700
Бренд: Grundfos
Артикул: 96645073
Доставка уточняется
Цена

Цена по запросу
Запросить

Код товара: AKVH-98561103
Бренд: Grundfos
Артикул: 96645089
Доставка уточняется

Цена
Цена по запросу
Запросить

Код товара: AKVH-81910279
Бренд: Grundfos
Артикул: 96645088
Доставка уточняется

Цена
Цена по запросу
Запросить

Код товара: AKVH-95057164
Бренд: Wilo
Артикул: 2898403
Доставка уточняется
Цена

Цена по запросу
Запросить

Код товара: AKVH-01436167
Бренд: Wilo
Артикул: 2453592
Доставка уточняется

Цена
Цена по запросу
Запросить

Код товара: AKVH-30207599
Бренд: Wilo
Артикул: 2453563
Доставка уточняется

Цена
Цена по запросу
Запросить

Характеристики погружного насоса

Такие устройства позволяют эффективно подавать воду с хорошим напором с достаточно большой глубины. Целесообразно ставить погружной насос вместо насосной станции, даже если глубина небольшая и из-за того, что он полностью избавит вас от шума. При работе он не издаёт никаких звуков по двум причинам: он находится под землёй в скважине или колодце, а вторая, что особенность его конструкции позволяет работать бесшумно.

Погружной насос также нужно устанавливать в паре с гидроаккумулятором и автоматикой

Благодаря подземному монтажу такой прибор автоматически спасён от промерзания. Водяной резервуар можно установить в любой точке системы, он не издаёт никаких звуков и нуждается в обслуживании всего один раз в 50 дней.

Проверка гидроаккумулятора заключается в измерении около мембранного давления. Оно составляет 1,2-1,8 атмосферы в зависимости от настроек устройства.

Достоинства:

бесшумная работа;
долговечность;
глубина погружения до 50 метров (для шнековых моделей до 150 метров);
компактность аппарата (диаметр такого модельного ряда начинается от 75 мм);
большой ассортимент в зависимости от глубины;
требует крайне редкого обслуживания.

Недостатки:

обязательно установка автоматики;
труднодоступность для обслуживания;
ремонт такого аппарата вылетит в копеечку.

В видео подробнее о выборе насоса для скважины, его установке и обвязке

Эжекторная насосная станция

Такая разновидность поверхностного аппарата имеет небольшую конструктивную особенность, которая позволяет ей работать с большей глубиной – это выносной эжектор. Станция имеет те же самые недостатки и преимущества, но требует больше трубопровода для монтажа. Вода поднимается за счёт вымывания её сильным потоком, который создаёт прибор.

По сути, вода под давлением выталкивает воду, которая его не имеет. Производительность таких насосов, даже самых мощных не превышает и 2 кубических метров в час.

Рабочая глубина станции составляет 30 м

К примеру, рассмотрим месторасположение станции – загородный дом. Там никто не застрахован от злоумышленников. Если вам не понадобится большой объём воды, и вы беспокоитесь о сохранности оборудования, то установив станцию в доме, можно не переживать о ее краже. На улице будет только уложенная в земле труба и выносной эжектор на глубине 30 м где-то в колодце или скважине.

Читайте: Как эффективно удалить силикон с ванны

Сравнение насоса и станции

Итак, мы уже увидели все основные недостатки и преимущества каждого варианта. Что выбрать – насосная станция или погружной насос. При выборе стоит опираться на собственные запросы. Если на участке есть скважина, а пользуется водой несколько человек, то стоит сделать выбор в пользу погружного насоса.

Установите его в скважине, а в доме поставьте гидроаккумулятор с автоматикой. Устройство будет тихо работать и покроет все ваши расходы по воде. Производительность правильно выбранного насоса составит 3-4 м3/ч. Полагаясь на наш опыт, этой производительности хватит, одновременно открыть три крана в доме и аппарат будет ещё успевать отдохнуть.

Схема подключения насосного оборудования

А если на участке колодец, и редко посещаете дом, лучше насос или насосная станция – стоит установить станцию. В первую очередь такой прибор будет надёжно заперт под замком. Во-вторых, когда оборудованием пользуются редко, оно нуждается в обслуживании.

Законсервировать такой аппарат не составит никакого труда, так как он находится не под землёй. А запустить будет ещё проще. При большой глубине воды используйте эжекторный вариант.

Коротко о главном

Насосная станция или погружной насос для скважины или колодца – решать должен владелец дома. Применение их очень тесно связано, и опираясь на нюансы условий, необходимо останавливать выбор на том, что лучше подходит и соответствует вашим требованиям.

Глубинный насос – опускается в скважину, а НС – устанавливается в доме, но либо имеет небольшие характеристики по глубине работы, либо маленькую производительность (эжектор).

Что лучше для скважины насос или насосная станция – больше подойдет глубинное оборудование. Монтаж такого устройства стоит дороже и более сложный сам по себе, но его работа гораздо эффективнее. В комплекте он не имеет ни резервуара, ни автоматики, все дополнительные нужные вещи придётся докупать по отдельности.

А если нужна насосная станция или погружной насос для колодца, то стоит сделать выбор в пользу станции. Монтаж её выполняется гораздо проще, а все подсоединения уже практически собраны, такие элементы как резервуар воды и автоматика уже присутствуют в комплекте.

Благодаря своим ультратонким размерам глубинный прибор можно устанавливать во все типы скважин. Диаметр составляет от 75 мм, а длина провода соответствует номинальной глубине. Погружные аппараты обязательно крепятся металлическим тросом.

Какое оборудование для скважины выбрали вы и почему? Столкнулись ли с какими-либо трудностями при монтаже и эксплуатации?

Чем заменить водонапорную башню

Основными загородными технологическими схемами подъема и подачи воды являются башенные системы водоснабжения на основе водонапорных башен Рожновского.

Табл. 1. Результаты расчетов

Табл. 2. Результаты расчетов

Водонапорные башни Рожновского

Основными загородными технологическими схемами подъема и подачи воды являются башенные системы водоснабжения на основе водонапорных башен Рожновского. Вода в таких системах подается в башню из скважин. Подземные источники, в отличие от открытых источников, не подвержены загрязнению. Вода, получаемая из глубоких буровых (артезианских) скважин, сохраняет первозданную чистоту.

Так, пробы воды в контрольных скважинах непосредственно в зоне Чернобыльской АЭС в течение нескольких лет после аварии показали отсутствие радиоактивного загрязнения. Однако из всех существующих скважинных водозаборов более 80 % от их общего числа не обеспечены современными техническими средствами для подъема, хранения и распределения воды. В результате поднятая на поверхность в башню вода хорошего качества после нее становится совершенно непригодной для употребления, поскольку приобретает качество воды из пруда.

Причина в самих башнях. Башни Рожновского, разработанные более полувека назад, неоправданно металлоемки, имеют изношенные корпусы, изъеденные коррозией, у некоторых устарел фундамент, и они заваливаются. Они негерметичны и не обеспечивает экологической безопасности. Башни зачастую не имеют крыши, а если она есть, то либо она дырявая, либо на ней поселяются пернатые.

Продукты их жизнедеятельности засоряют воду, добавляя загрязнения, полученные в результате их негерметичности. Башни требуют ремонта и при дальнейшей эксплуатации технического ухода, но в большинстве случаев они не ремонтно-пригодны и их нужно заменить. Как показывает технико-экономический анализ, приведенный ниже, ни ремонт, ни, тем более, замена экономически не выгодны.

Читайте: Куда устанавливается предохранительный клапан на водонагревателе

Кроме того, их работоспособность вследствие отсутствия утепления и обогрева в зимнее время неудовлетворительна: в условиях России они часто замерзают, превращаясь в ледяные столбы, что полностью нарушает водоснабжение. Башни Рожновского не обеспечивают требуемых напоров воды. Напор 15 м водн. ст., создаваемый башней, совершенно недостаточен, вследствие чего водопроводную воду получают лишь потребители, расположенные вблизи башни.

Недопустимо высока аварийность погружных насосов, ресурс которых практически не превышает 1 года. Отсутствие станций управления и защиты приводит к дополнительному снижению рабочего ресурса насосного оборудования. Ежегодно выходит из строя 50–60 % всех эксплуатируемых электронасосов, что полностью нарушает водоснабжение, а их ремонт ежегодно требует миллионы рублей.

Сегодня сложились все условия для широкого перехода к принципиально иным, полностью герметизированным безбашенным прямоточным схемам водоснабжения, обеспечивающим экологическую безопасность, а также существенную экономию всех видов ресурсов: материалов, энергии, денежных средств и живого труда. Основным отличием таких схем является использование вместо водонапорной башни частотно-регулируемого привода насосного агрегата.

При этом обеспечены прямоточный принцип подачи воды без промежуточных емкостей и герметичность системы. Прямоточные схемы гарантируют высокий напор, надежное водоснабжение производственного и жилого сектора села, экономию воды и электроэнергии, снижение металлоемкости, а также полную экологическую безопасность: надежную защиту питьевой воды от любых химических загрязнений, бактерий и вирусов, радиации и т.п.

Инновационная прямоточная схема подачи и распределения воды может быть практически реализована насосными станциями подготовки и подачи воды заводской готовности контейнерного типа «СКАТ» (патент РФ №2308612), разработанными во Всероссийском НИИ электрификации сельского хозяйства.«СКАТ» состоит из контейнера, в котором размещены: частотный электропривод насоса и другое оборудование, в том числе водоподготовительное.

Водоподготовительное оборудование поставляется по результатам анализа воды и в некоторых случаях не требуется. Постоянство необходимого напора при любых расходах, в любое время, даже ночью, когда нет расхода, без дополнительного напорного оборудования обеспечивается частотным электроприводом с режимом «sleep». За счет использования такого режима напор в системе сохраняется даже при нулевом расходе, т.е. закрытых задвижках и кранах.

При начале водоразбора напор не снижается и поддерживается постоянным при увеличении расхода. Башня не нужна. Трубопровод подает воду сразу из скважины в водопроводный кран, при этом вода по пути находится в герметичной оболочке трубопровода. Частотный привод обеспечивает не только регулирование расхода и стабилизацию напора, но и качественную и эффективную защиту насоса, основанную на интеллектуальном принципе контроля и реагировании на аварийные ситуации с помощью процессора.«СКАТ» в полной мере и на более эффективной основе заменяет башню.

Для замены на местах готовые «СКАТы» устанавливаются автокраном непосредственно на прежнюю скважину и подключаются к электрической сети с одной стороны и к насосу и датчику с другой. Система готова к эксплуатации. Кроме того, «СКАТ» имеет встроенную систему дистанционного контроля и управления технологическими режимами на основе протокола GSM. Прямоточная технологическая схема является инновационной, наиболее близкой к башенной схеме по составу элементов и технологическим задачам. Технико-экономическая оценка показала явную эффективность таких схем.

Технико-экономические оценки

Башенная технологическая схема и прямоточная технологическая схема являются альтернативными, поскольку состав оборудования одинаков для обеих схем за исключением башни, которая заменяется преобразователем частоты. Поэтому они пригодны для сравнительного экономического анализа. В процессе технико-экономического сравнения рассматривают всего два варианта, и оба они предназначены для обеспечения водой одного типоразмера по составу и количеству потребителей.

Однако существует несколько типоразмеров, поэтому сравнительная оценка должна производиться для двух альтернативных схем каждого типоразмера. При сравнении целесообразно учитывать капитальные и связанные с ними эксплуатационные затраты только тех составных частей, которые в обоих вариантах различны.

А затраты одинаковых частей, например, скважины, здания (сделаем допущение, что стоимость кирпичного павильона насосной станции равна стоимости отдельного контейнера), водоподготовительного и другого оборудования учитывать не будем, поскольку при вычитании они дадут нулевой результат. В качестве критерия определения экономической эффективности при сравнении альтернативных вариантов в водоснабжении нужно использовать минимум приведенных годовых затрат [руб.] на производство продукции (на подачу воды):

где — затраты на элемент оборудования; pae — коэффициент амортизации; E — коэффициент эффективности капиталовложений, равный 0,1 [1]; Ke — капитальные затраты, руб.; Top = 0,1Ke — стоимость трудозатрат на ремонт и техническое обслуживание, равная 10 % от стоимости капитальных вложений [1], руб.; Эe — затраты электроэнергии, руб.Капитальные затраты равны сумме затрат по каждому элементу e технологической схемы Ke, затраты энергии Э равны сумме затрат электроэнергии каждым из рассматриваемых элементов схемы Эe.

Коэффициент амортизации, равный 0,125, и коэффициент эффективности капиталовложений одинаковы для всех рассматриваемых элементов. Электроэнергия в основном тратится на подъем и подачу воды потребителям. С учетом этого получим:

В этой формуле неизвестными остаются затраты на электроэнергию, которые определяются энергопотреблением электронасоса и зависят от расхода в сети, давления и КПД насосного агрегата, причем расход в сети носит случайный, зависимый от времени характер, поэтому определяется сложной вероятностной моделью:

Q(t) = [q(t) + q] + [q(t) – 3q], (2)

где q — математическое ожидание; q — среднеквадратическое отклонение. Математическая модель случайного расхода представлена в виде суммы центрированной составляющей (первая квадратная скобка) и детерминированной приведенной составляющей (вторая квадратная скобка) [2].Такая модель присуща всем системам водоснабжения, где режим водопотребления определяется большим числом мелких потребителей.

При этом закон плотности распределения центрированной составляющей всегда будет нормальным. В качестве примера для нашего расчета возьмем параметры и характеристики модели расхода небольшого загородного поселка (см. табл. 1).В башенной технологической схеме потребляемая электронасосом электроэнергия есть функция только одного аргумента — времени работы электронасоса, поскольку мощность электронасоса в такой схеме — величина постоянная и определена одной рабочей точкой на его напорной характеристике, которая поддерживается аппаратурой автоматики.

Читайте: Как правильно закачать воздух в гидроаккумулятор: пошаговая инструкция

В общем случае потребляемая электроэнергия может быть рассчитана по известной формуле [2]:

где — интервал времени, за который определяется энергопотребление; Hc — постоянный напор, м водн. ст.; j — индекс итерации под знаком суммы; — интегральная функция нормального распределения (значения приводятся в таблицах для нормированной случайной величины, выраженной в кратностях среднеквадратического отклонения), qj+1 – qj = q — шаг итерации; n — число шагов в интервале [0; Qmax]; hc — КПД насосного агрегата в рабочей точке, определяемой постоянным уровнем воды в башне.

В прямоточной технологической схеме с учетом случайного характер расхода q(t) и постоянного давления в сети Hст энергопотребление регулируемого электронасоса определяется согласно известному выражению [2]:

где Hст — давление стабилизации на входе потребляющей части; hj(qj)Hст — зависимость КПД электронасоса от значений случайной величины qj при постоянном давлении Нст [3].Математическая модель для расчета экономического эффекта в общем виде представлена разностью приведенных затрат по первому и второму варианту:

e = 1 – 2 = 0,325Si(K1i – K2i) –– Si(W1 – W2Hст). (5)

Преобразуем в (5) последнюю разность. Для этого перепишем ее с учетом (3) и (4), введя обозначение v для произведения расхода на вероятность его появления:

где vj — вероятный расход:

Постоянное давление Hc на входе потребляющей части башенной схемы определяется высотой столба воды в башне, такое же давление Hст для прямоточной схемы обеспечивается системой стабилизации давления преобразователя частоты. В первом случае Hc определяется конструкцией башни, во втором случае Hст — поворотом потенциометра задатчика уставки давления. Условимся, что эти две величины равны: Hст = Hc.С учетом этих замечаний и преобразований запишем (6) в виде:

Учитывая, что в году 8760 часов, а тариф на электроэнергию равен c, окончательно получаем математическую модель для расчета оценки инновационного эффекта от замены башенной технологической схемы водоснабжения на прямоточную:

где K1б, K2у — капитальные затраты на башню и устройство управления с преобразователем частоты; 372 — коэффициент размерностей для H [м водн. ст.] и q [м3/ч].Объем поданной воды равен произведению расхода на время. Поскольку расход определяется потоком водопотребления и имеет случайный характер, то объем производимой продукции (поданной воды) определяется интегралом случайной функции расхода по времени за рассматриваемый интервал времени — год.

Для практических расчетов интеграл заменяется знаком суммы. Зная объем производимой продукции, рассчитаем разность полных приведенных затрат и разность капитальных вложений на единицу продукции. Кроме того, рассчитаем экономию капитальных вложений по сравниваемым вариантам. Данные по стоимости оборудования возьмем из каталогов, приводимых торговыми организациями в Интернете. Результаты сведем в табл. 2.

Проанализируем полученные данные

Прямоточная технологическая схема эффективна для всех типоразмеров по сравнению с башенной схемой. Разность полных приведенных затрат, определяющая эффективность схемы для разных типоразмеров, колеблется от 112,65 до 174,48 тыс. руб. на одну единицу.
Замена башни на преобразователь частоты не всегда дает экономию электроэнергии. Это объясняется тем, что она определяется разностью КПД насосных агрегатов в сравниваемых схемах (8). Поскольку КПД в башенной схеме постоянен и в некоторых типоразмерах равен максимальной величине, а у частотно-регулируемых насосов изменяется в диапазоне регулирования производительности, то во втором случае средняя величина КПД всегда будет меньше максимально возможной. Но в большинстве случаев подобрать насосный агрегат с рабочей точкой в номинале не удается и его КПД оказывается чуть меньше, чем с частотным регулированием. Этим объясняется маленькая разность затрат на электроэнергию, которая в среднем составляет 8 % от разности полных приведенных затрат.
Экономия капитальных вложений как доминирующая составная часть полных затрат для разных типоразмеров составляет 65–85 %.
Экономия затрат в зависимости от типоразмеров изменяется незначительно. Поэтому разность полных приведенных затрат на единицу продукции с увеличением типоразмера уменьшается с 3,98 до 0,53 руб/м3.

Оценку общего экономического эффекта, получаемого заменой морально и технически устаревших башенных технологических схем водообеспечения на прямоточные схемы проведем на примере Подмосковного региона. По данным статистики в Подмосковье насчитывается 438 аграрных хозяйств различного направления. Среднее количество систем в одном хозяйстве равно двум.

Общее количество для Подмосковья — более 870 шт.Стоимость насосных станций подготовки и подачи воды заводской готовности контейнерного типа без оборудования подготовки воды возьмем из каталогов. Она колеблется от 174,0 до 448,32 тыс. руб. Подавляющее большинство применяемых типоразмеров — 10 и 16 м3/ч. Стоимость доставки и монтажа колеблется от 40 до 70 тыс. руб.

Общая стоимость замены равна 220–270 млн руб.Замена устаревших башен на новые потребует 360–450 млн руб., при этом сохранятся все присущие этой схеме проблемы. Таким образом, экономия только по капвложениям при внедрении новой инновационной схемы водообеспечения составит 140–180 млн руб. Кроме того, будет обеспечен экологический и социальный эффект, связанный с улучшением качества воды.

Кормаков Л.Ф., Орсик Л.С. Техническое обеспечение сельскохозяйственного производства. Организационно-экономический аспект. — М.: ФГНУ «Росинформоагротех», 2005.
Гришин А.П., Гришин А.А. Методические рекомендации по выбору энергоэкономного электронасосного оборудования и применению контейнерных насосных станций. — М.: ФГНУ «Росинформагротех», 2007.
Гришин А.П., Гришин В.А. Коэффициент полезного действия частотно-регулируемого электронасоса. Автоматизация и информатизация электрифицированного сельскохозяйственного производства. Научные труды. Т. 89. — М.: ВИЭСХ, 2004.